CN114857303A - 通用模块化高压两位三通电磁阀 - Google Patents
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Abstract
一种通用模块化高压两位三通电磁阀，包括主阀和先导控制部分，主阀包括本体，其上设有通孔和第一开口槽，二者交叉连通，通孔一端安装堵盖，先导控制部分包括安装于通孔另一端的先导基座，通孔内腔设有由连杆连接的小、大活门，连杆中部所在通孔尺寸小于小、大活门尺寸，本体下表面开设有第一、二气道，大活门与先导基座间设有主活门弹簧，先导基座另一端安装先导活门座，其与先导基座间设有先导活门，先导活门上有先导活门弹簧，先导基座连接电磁铁，电磁铁通电时推杆可推动先导活门，本体下表面设有第三气道，第二开口槽底设有与第三所道相交的第四气道，先导基座上设有多个贯穿两侧的第五气道。本发明可灵活实现电磁阀由常开至常闭状态的切换。
Description
技术领域
本发明涉及供气设备技术领域，尤指一种通用模块化高压两位三通电磁阀。
背景技术
供气系统作为运载火箭动力系统的重要组成部分，当给箭上或其它终端项目供气时，一般通过配气台或配气箱产品将高压气源调压分配后再通过管路输送到末端供产品使用，而电磁阀则是配气台和配气箱内部控制气源分配的核心部件之一，也是供气系统实现电气控制供气和远程控制供气的唯一方式。
传统高压供气均选用先导式电磁阀，通过气动力辅助控制降低对电磁铁电磁力的要求，同时传统高压电磁阀在配气台或配气箱内部均为通过管路一一连接起来，多个电磁阀同时使用时对空间要求较大。随着对供气设备空间要求、智能化要求、集成化要求越来越高，对高压供气阀门的集成化设计也要求越来越高。目前，低压气动阀门集成化设计应用已经相当成熟，而高压供气阀门集成化设计正处于起步发展阶段。
因此，如何设计一种能解决上述技术问题的通用模块化高压两位三通电磁阀是本发明人潜心研究的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通用模块化高压两位三通电磁阀，其可以降低对电磁铁的电磁力要求，可单独一个模块或多个模块组合使用、替换，减小了电磁阀的占用空间，通过气源的改变可灵活实现电磁阀由常开状态至常闭状态的自由切换。
为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为：一种通用模块化高压两位三通电磁阀，包括主阀和先导控制部分，其中所述主阀包括本体，所述本体上设有贯通两侧的通孔和设于上表面的第一开口槽，所述通孔与第一开口槽连通，所述通孔一端安装有堵盖，所述先导控制部分包括安装于通孔另一端的先导基座，所述通孔内腔设有小活门和大活门，所述小活门通过连杆与大活门连接，所述连杆中部所在通孔处横截面尺寸小于所述小活门及大活门的横截面尺寸，所述本体下表面开设有第一气道和第二气道，所述大活门与先导基座之间设有主活门弹簧，所述先导基座另一端连接有先导活门座，所述先导基座与先导活门座之间设有先导活门，所述先导活门与先导基座之间设置有先导活门弹簧，所述先导活门座另一端连接有电磁铁，所述电磁铁通电时其上的推杆可向外移动推动所述先导活门，所述本体下表面设有贯穿所述先导基座上下面的第三气道，所述第二开口槽底开设有与所述第三气道相交的第四气道，所述先导基座上设有多个贯穿其两侧的第五气道。
优选地，所述堵盖与通孔之间、所述先导基座与所述通孔之间分别通过密封圈进行密封。
优选地，所述第一开口槽上安装有接管嘴，所述接管嘴与所述第一开口槽之间通过密封圈进行密封。
优选地，所述第一开口槽对着所述连杆。
优选地，所述通孔内腔靠近所述连杆的左右侧分别设有环形槽，两个所述环形槽的横截面尺寸大于所述小活门、大活门的横截面尺寸，所述第一气道和第二气道分别与一所述环形槽连通。
优选地，所述先导基座的另一端设有第二开口槽，所述第二开口槽由内向外依次安装有所述先导活门弹簧、先导活门及先导活门座，所述先导活门座的内侧面开设有第三开口槽，所述先导活门放置于所述第三开口槽内，所述先导活门弹簧安装于所述先导活门内侧部的外表面。
优选地，所述先导基座、先导活门座通过连接螺母与所述电磁铁连接，所述先导基座、先导活门座与所述连接螺母之间、所述电磁铁与所述连接螺母之间分别通过密封圈进行密封。
优选地，所述先导活门靠近所述第二开口槽槽底的一面为平面，靠近所述第三开口槽槽底的一面为锥形面。
优选地，所述平面与所述锥形面上均设有非金属密封面。
优选地，所述先导活门座与先导基座之间通过密封圈进行密封，所述大活门与本体之间通过挡圈和密封圈进行密封。
优选地，所述小活门、大活门的内侧面分别设有非金属密封面。
优选地，所述本体的上表面设置有多个沉头孔，所述本体的下表面位于所述第一气道、第二气道、第三气道的外缘处及所述本体靠近堵盖一侧的下表面分别安装有密封圈。
采用上述方案后，本发明通用模块化高压两位三通电磁阀采用电磁铁加气动先导控制方式驱动阀门动作，降低了高压工况对电磁铁的电磁力要求；通过在结构上进行模块化、通用化设计，整体上每个两位三通电磁阀可以作为单独的一个模块进行使用、替换，也可以将多个两位三通电磁阀组合在一起使用，减小了电磁阀的占用空间，实现电磁阀的集成化；同时电磁阀的本体即对应的主阀与先导基座对应的先导控制部分可自成独立部分，使用时组合在一起使用，当主阀或先导控制部分出现故障需要更换维修时，可快速进行更换。该两位三通电磁阀在使用中通过改变主阀气源进气口和主阀放气口，可实现两位三通电磁阀由常开状态到常闭状态的切换，即改变气源进口，可进行电磁阀的功能切换。
附图说明
图1是本发明通用模块化高压两位三通电磁阀的立体示意图；
图2是本发明通用模块化高压两位三通电磁阀的主视结构示意图；
图3是图2的A-A向剖视结构示意图；
图4是本发明通用模块化高压两位三通电磁阀的俯视结构示意图；
图5是本发明通用模块化高压两位三通电磁阀的左视结构示意图；；
图6是本发明通用模块化高压两位三通电磁阀的右视结构示意图。
下面结合附图，通过实施例对本发明做进一步的说明；
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明通用模块化高压两位三通电磁阀包括主阀和先导控制部分。其中主阀包括本体1，本实施例本体1呈长方体。本体1上设有贯通其左、右侧的通孔2和开设于其上表面的第一开口槽3，第一开口槽3与通孔2连通。参考图5所示，通孔2的左端通过螺纹连接固定有堵盖4。先导控制部分包括先导基座5。参考图6所示，通孔2的右端通过螺纹连接固定先导基座5。第一开口槽3通过螺纹连接固定有接管嘴6。上述堵盖4与通孔2之间、先导基座5与通孔2之间及接管嘴6与第一开口槽3之间分别通过O形密封圈进行密封，其中先导基座5与通孔2之间通过两个O形密封圈进行密封。
主阀还包括设置于通孔2内腔的由左向右依次设置的小活门7和大活门8，本实施例小活门7和大活门8均为柱状。小活门7通过连杆9与大活门8连接。连杆9的中部所在的通孔2处横截面尺寸小于小活门7、大活门8的横截面尺寸及小活门7、大活门8所在通孔2处的横截面尺寸。大活门8与通孔2之间通过挡圈31和O形密封圈进行径向密封。
第一开口槽3正对着连杆9。小活门7的右侧面设有非金属密封面，用于与通孔2内小活门7与连杆9之间的孔过渡面28之间进行密封。大活门8的左侧面设有非金属密封面，用于与通孔2内位于连杆9与大活门8之间的孔过渡面29之间进行密封。通孔2的内腔靠近连杆9左、右侧部位分别设有环形槽10，两个环形槽10的横截面尺寸大于小活门7、大活门8所在通孔处的横截面尺寸。
本体1的下表面开设有第一气道11和第二气道12，用于为主阀进行供气。第一气道11和第二气道12分别与一环形槽10连通。
大活门8的右侧面中部及先导基座5的左侧面中部分别设有凹槽，两个凹槽对接形成大活门8的背压腔13。背压腔13内放置有主活门弹簧14。
先导控制部分还包括先导活门座15，先导活门座15与先导基座5的右端连接，先导基座5与先导活门座15之间设有先导活门16，先导活门16与先导基座5之间设置有先导活门弹簧17。具体结构为：先导基座5的右端设有第二开口槽18，本实施例第二开口槽18呈一级阶梯形开口槽，位于左部的槽的高度及横截面尺寸均小于位于右部的槽的高度及横截面尺寸。第二开口槽18由内向外即图中由左向右依次安装有先导活门弹簧17、先导活门16及先导活门座15。先导活门座15的左侧面开设有第三开口槽19，先导活门16放置于第三开口槽19内。先导活门16的左侧面为平面，右侧面为锥形面，平面与锥形面上均设有非金属密封面，左侧非金属密封面用于与先导基座5的第二开口槽18的左部槽的槽底压在一起进行密封，右侧非金属密封面用于与先导活门座15的第三开口槽19的槽底压在一起进行密封。先导活门弹簧17安装于先导活门16的左侧部外表面，另一端抵在第二开口槽18的左部槽的槽底。第二开口槽18的右部槽的槽底与先导活门座15的左侧面之间设置有垫片27。先导活门座16与先导基座5的侧壁之间通过O形密封圈进行密封。
先导控制部分还包括连接于先导活门座15右端的电磁铁20，具体地，先导基座5、先导活门座15通过连接螺母21与电磁铁20连接。先导基座5、先导活门座15与连接螺母21之间、电磁铁20与连接螺母21之间分别通过O形密封圈进行密封。电磁铁20包括壳体201，在壳体201的内腔安装有线圈，在线圈的内腔设置有衔铁，衔铁的左端连接有推杆22。参考图2所示，当给电磁铁20通电时，衔铁在线圈电磁力作用下向左移动，推动推杆22的左端向外移动顶开先导活门16。
参考图3所示，本体1的下表面设有贯穿先导基座5上下面的第三气道23，该第三气道23用于为电磁阀的先导腔供气。第二开口槽18的槽底开设有与第三气道23相交的第四气道24，先导基座5上设有多个贯穿其左右两侧的第五气道25。第四气道24和第五气道25用于为电磁阀的先导腔供气和放气。本体1的下表面位于第一气道11、第二气道12及第三气道23的外缘处及靠近左侧的下表面分别设置有环形槽，各环形槽内分别安装有O形密封圈。用于与安装基础进行气路密封。其中本体1靠近左侧的下表面上安装的密封圈采用工艺O形密封圈。
参考图4所示，本体1的上表面设置有多个沉头孔26，本实施例沉头孔26设置为四个，用于与安装基础连接固定。
当本发明的电磁阀作为两位三通常闭电磁阀工作时，其通过外接气源同时向第二气道12和第三气道23供气，第一气道11作为放气道敞口或与放气管路连接用于放气。高压气体介质由第三气道23进入第四气道24和第五气道25，之后进入大活门8的背压腔13中，并给大活门8施加了一个向左的气动力。先导活门16在先导活门弹簧17及气动力的双重作用下，其右端的锥形非金属密封面与先导活门座15的第三开口槽19的槽底压紧密封；气体介质通过第二气道12进入通孔2内腔即主阀供气腔中，同时给大活门8施加一个向右的气动力，大活门8在左、右侧两个方向的气动力和主活门弹簧14的双重作用下向左移动，与通孔2内腔的过渡面29压紧密封；接管嘴6的供气口与第一气道11连通，处于放气状态。电磁铁20加电时，电磁铁20上的推杆22在电磁力的作用下推动先导活门16克服先导活门弹簧17的弹簧力和气动力而向左移动，使先导活门16左侧的平面非金属密封面与先导基座5的第二开口槽18的左部槽槽底压紧密封，从而切断由第四气道24提供的先导气源，大活门8的背压腔13内的高压气体介质通过第五气道25、第三开口槽19及设置于电磁铁20上的先导排气孔30排到外界大气中。大活门8在左端面所受气动力作用下克服主活门弹簧14的弹簧力向右运动，使小活门7与通孔2内腔的过渡面28压紧密封，此时接管嘴6的供气口与第一气道11切断，供气口与第二气道12接通，电磁阀处于供气状态；电磁铁20断电时，电磁阀恢复初始未加电状态，接管嘴6的供气口输出的残余气体介质可通过第一气道11进行排放。
当本发明的电磁阀作为两位三通常开电磁阀工作时，其通过外接气源同时向第一气道11和第三气道23供气，第二气道12作为放气道敞口或与放气管路连接用于放气。高压气体介质由第三气道23进入第四气道24和第五气道25，之后进入大活门8的背压腔13中，并给大活门8施加了一个向左的气动力。先导活门16在先导活门弹簧17及气动力的双重作用下，其右端的锥形非金属密封面与先导活门座15的第三开口槽19的槽底压紧密封；气体介质通过第一气道11和接管嘴6的供气口对外进行供气，小活门7左右两侧受到气动力的作用，同时给大活门8施加一个向右的气动力，由于大活门8和小活门7所受气动作用面积存在差值，使大活门8在气动力和主活门弹簧14的双重作用下向左移动，与通孔2内腔的过渡面29压紧密封；电磁铁20加电时，推杆22在电磁力的作用下推动先导活门16克服先导活门弹簧17的弹簧力和气动力而向左移动，使先导活门16左侧的平面非金属密封面与先导基座5的第二开口槽18的左部槽槽底压紧密封，从而切断由第四气道24提供的先导气源，大活门8的背压腔13内的高压气体介质通过第五气道25、第三开口槽19及设置于电磁铁20上的先导排气孔30排到外界大气中。小活门7和大活门8在左端面所受气动力作用下克服主活门弹簧14的弹簧力向右运动，使小活门7与通孔2内腔的过渡面28压紧密封，此时接管嘴6的供气口与第一气道11切断，供气口与第二气道12接通放气，电磁阀处于停止供气状态；电磁铁20断电时电磁阀恢复初始未加电状态。
本发明通用模块化高压两位三通电磁阀通过改变主阀的气源进口和放气口即可进行电磁阀由常开状态至常闭状态的自由切换。而电磁阀的状态切换无需对电磁阀结构或零部件进行更改；该电磁阀的主阀与先导控制部分可作为独立的部分，即本体1对应的主阀部分与先导基座5对应的先导控制部分各作为单独的模块，二者可进行快速的配合与更换。此外该电磁阀的主阀形式不仅限于上述大活门8、小活门7的形式，主阀设计为滑阀等其它形式同样也适用；而先导控制部分的电磁铁20的形式不仅限于上述电磁铁形式，其它电磁铁驱动形式同样适用；电磁阀的对外接口、密封形式不仅限于上述形式，其它接口形式和密封形式同样适用。
以上所述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (12)
1.一种通用模块化高压两位三通电磁阀，包括主阀和先导控制部分，其特征在于，所述主阀包括本体，所述本体上设有贯通两侧的通孔和设于上表面的第一开口槽，所述通孔与第一开口槽连通，所述通孔一端安装有堵盖，所述先导控制部分包括安装于通孔另一端的先导基座，所述通孔内腔设有小活门和大活门，所述小活门通过连杆与大活门连接，所述连杆中部所在通孔处横截面尺寸小于所述小活门及大活门的横截面尺寸，所述本体下表面开设有第一气道和第二气道，所述大活门与先导基座之间设有主活门弹簧，所述先导基座另一端连接有先导活门座，所述先导基座与先导活门座之间设有先导活门，所述先导活门与先导基座之间设置有先导活门弹簧，所述先导活门座另一端连接有电磁铁，所述电磁铁通电时其上的推杆可向外移动推动所述先导活门，所述本体下表面设有贯穿所述先导基座上下面的第三气道，所述第二开口槽底开设有与所述第三气道相交的第四气道，所述先导基座上设有多个贯穿其两侧的第五气道。
2.如权利要求1所述的通用模块化高压两位三通电磁阀，其特征在于，所述堵盖与通孔之间、所述先导基座与所述通孔之间分别通过密封圈进行密封。
3.如权利要求1所述的通用模块化高压两位三通电磁阀，其特征在于，所述第一开口槽上安装有接管嘴，所述接管嘴与所述第一开口槽之间通过密封圈进行密封。
4.如权利要求1所述的通用模块化高压两位三通电磁阀，其特征在于，所述第一开口槽对着所述连杆。
5.如权利要求1所述的通用模块化高压两位三通电磁阀，其特征在于，所述通孔内腔靠近所述连杆的左右侧分别设有环形槽，两个所述环形槽的横截面尺寸大于所述小活门、大活门的横截面尺寸，所述第一气道和第二气道分别与一所述环形槽连通。
6.如权利要求1所述的通用模块化高压两位三通电磁阀，其特征在于，所述先导基座的另一端设有第二开口槽，所述第二开口槽由内向外依次安装有所述先导活门弹簧、先导活门及先导活门座，所述先导活门座的内侧面开设有第三开口槽，所述先导活门放置于所述第三开口槽内，所述先导活门弹簧安装于所述先导活门内侧部的外表面。
7.如权利要求1所述的通用模块化高压两位三通电磁阀，其特征在于，所述先导基座、先导活门座通过连接螺母与所述电磁铁连接，所述先导基座、先导活门座与所述连接螺母之间、所述电磁铁与所述连接螺母之间分别通过密封圈进行密封。
8.如权利要求1所述的通用模块化高压两位三通电磁阀，其特征在于，所述先导活门靠近所述第二开口槽槽底的一面为平面，靠近所述第三开口槽槽底的一面为锥形面。
9.如权利要求8所述的通用模块化高压两位三通电磁阀，其特征在于，所述平面与所述锥形面上均设有非金属密封面。
10.如权利要求1所述的通用模块化高压两位三通电磁阀，其特征在于，所述先导活门座与先导基座之间通过密封圈进行密封，所述大活门与本体之间通过挡圈和密封圈进行密封。
11.如权利要求1所述的通用模块化高压两位三通电磁阀，其特征在于，所述小活门、大活门的内侧面分别设有非金属密封面。
12.如权利要求1所述的通用模块化高压两位三通电磁阀，其特征在于，所述本体的上表面设置有多个沉头孔，所述本体的下表面位于所述第一气道、第二气道、第三气道的外缘处及所述本体靠近堵盖一侧的下表面分别安装有密封圈。
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-
2022
- 2022-04-12 CN CN202210377816.0A patent/CN114857303B/zh active Active
Patent Citations (5)
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